TECNOLOGIE D`ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI

TECNOLOGIE D’ECCELLENZA NELLE
APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Gianluigi Angelantoni
Premio Sapio per la Ricerca Italiana
30 ottobre 2009 – Palazzo Platamone, Catania
TECNOLOGIE D’ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Catania, 30 ottobre 2009
Un solo reattore nucleare progettato con cura e posto opportunamente alla
distanza di sicurezza di 150 milioni di km dalla Terra è più che sufficiente a
darci tutta l’energia di cui abbiamo bisogno
> Available CSP Technologies
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> ASE: project evolution > ASE: HEMS08 solar receiver tube
> Designed for thermodynamic solar power plants operating high temperature (up to 550°C) with molten salts as Heat Transfer Fluid (HTF). > Selective coating stable up to 600 °
> Produced under license from ENEA
> ASE: HEMS08 solar receiver tube
1‐ Optical film coated stainless steel absorber tube;
2‐Coated glass sleeve enclosure;
3‐Bellows;
4‐Glass to metal joint;
5‐Internal shield with NEG Strips;
6‐Barium getters;
7‐Vacuum enclosure.
> Receiver Tube – the coating
CERAMIC
LAYER
CERMET LAYER
METALLIC LAYER
Total thickness < 0.5 m
The surface coating deposited on the steel
tube is constituted of a thin film
multilayer structure including an inferior
layer of metal, reflecting in the infrared,
and a superior layer of antireflective
ceramic material. A graded ceramicmetallic material (CERMET) having
different volumetric fraction of metal is
interposed between the two films.
CERMET: ceramic-metal nanocomposite
Fabrication technology : Sputtering
1) absorbance higher than or equal to 95%
2) design emissivity of lower than 10% at 400°C
3) design emissivity of lower than 14% at 580°C
> ASE: company strategy (overwiev)
> ASE: technology for solar power plants
Such scheme required an innovative receiving tube design!
Challenge:
the entire network of pipes is filled with molten salt
• Molten salts work as sole fluid
for both heat absorption and
storage allowing a simplified
design of the plant
• Compared to traditional plants a
smaller thermal storage fully
compensate for solar
discontinuities
• Standard turbines parameters
are matched by a higher
operating temperature
• Unlike oil, molten salts are an
environmentally friendly, nonflammable, stable fluid, with no
degradation of the receiving tube
The use of molten salt as Heat Transfer Fluid AND as heat storage medium permits the following advantages:
> Higher steam temperature (540 °C instead of 390 °C)
> No oil to salt heat exchanger
> Much lower storage cost (half volume for the same size).
> ENEA PCS ‐ solar collector assembly test loop
Main Parameters
Heat transfer fluid: mixture of molten salt (40% KNO3 60% NaNO3)
Normal operating temperature: 290 – 550°C Heat transfer fluid flow: 3,0 – 7,5 kg/s
Design pressure: 8 5 bar
> Archimede Power Plant – ENEL ‐ Priolo Gargallo (SR)
> Archimede Power Plant – ENEL ‐ Priolo Gargallo (SR)
Collector lines; on the back the Power Station
Courtesy of ENEL SpA
> ASE: development plan
> ASE – new manufacturing plant
New Manufacturing Plan.
Located in Massa Martana (PG)
Main Parameters:
6)Foundation Stone: Oct. 2009
7)Operational: May 2010
8)More than 30.000 m2 (12.000 covered)
9)Fully Automated
10)Innovative manufacturing process
11)Full capacity: 100.000 rec./Y (2011)
> ASE: demostration plant
ASE Demo Plant (Operational in Feb. 2010):
A complete Stand Alone CSP Demo Plant using molten salts with storage system and turbine.
Main Parameters:
•One Loop: 600mt
•(DNI): 1527 kWh/m2
•HTF: (40% KNO3 60% NaNO3)
•Grid Connected: 2010
•NOT: 290 – 550°C •Number of collectors: 6 •Collecting area [m2]: 3398
•Storage thermal capacity [MWh]: 4.27 • Nominal electric gross power [kW] :350 •Maximum electric gross power [kW] : 420
•Steam turbine: Siemens •Turbine efficiency at nominal power [%]: 15.61
•Integration heater thermal power [kW]: 500
•Overall FF fraction [%]: 15
•Yearly Net Electricity Production [MWh]: 275 •Power block operating hours [h/y]: 1300
> ASE – new manufacturing plant
SOLARE FOTOVOLTAICO
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MERCATO FOTOVOLTAICO
MERCATO
FOTOVOLTAICO
CELLE
SISTEMA
PIANO
SISTEMA A
CONCENTRAZIONE
Tradizionali
Silicio
Multigiunzione
Multigiunzione
Film sottile
Singola
giunzione
Altre
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TRACKING
SOLARE
INVERTER
Separazione
cromatica
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SISTEMI FOTOVOLTAICI ESISTENTI
1. PIANO (con e senza sistema di tracking)
Si monocristallino
Si policristallino
Film sottile di tipologie diverse
La KENOSISTEC (gruppo
Angelantoni Industrie) realizza su
commessa MARCEGAGLIA una
macchina per produrre pannelli in
CdTe
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TECNOLOGIA A FILM SOTTILI
Oltre 130 m
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SISTEMI FOTOVOLTAICI ESISTENTI
2. ORGANICO
Attualmente presenta dei costi molto elevati e rendimenti molto bassi
3. CONCENTRAZIONE (necessariamente con sistema di tracking)
Cella
Multigiunzione (MJ)
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L’IDEA DI PARTENZA
BREVETTO UNIVERSITÀ DI FERRARA – DIPARTIMENTO DI
FISICA
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IL BREVETTO ANGELANTONI
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OBIETTIVI INDUSTRIALI DEL
PRODOTTO
COPERTURE INDUSTRIALI
FAMIGLIE
GRANDI IMPIANTI
Potenza: ≈200 W
Dimensioni: 1.07m2
Potenza: 1750 W
Dimensioni: 3.3 x 2.8 x 2.8(h) m
Potenza: 5000 W
Dimensioni: 5.7 x 4.7 x 4.2(h) m
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OBIETTIVI INDUSTRIALI DEL
PRODOTTO
FABBRICATI INDUSTRIALI
GRANDI IMPIANTI
UTENZE DOMESTICHE
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INSEGUITORE SOLARE
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DESERTEC PROJECT
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… grazie per l’attenzione.
ANGELANTONI INDUSTRIE
Tecnologie d’eccellenza nelle applicazioni industriali
Catania, 30 ottobre 2009
www.angelantoni.it